Video đầu tiên quay lại cảnh hai nguyên tử liên kết với nhau, thì ra cả vũ trụ đã hình thành như thế này đây

Video đầu tiên quay lại cảnh hai nguyên tử liên kết với nhau, thì ra cả vũ trụ đã hình thành như thế này đây
Theo: zknight Theo Trí Thức Trẻ
Thể loại: Khoa Học Công Nghệ
Đó là một khoảnh khắc kỳ diệu, khi hai nguyên tử chơi trò chơi đuổi bắt rồi ôm chầm lấy nhau.

Nếu các nguyên tử không liên kết với nhau, mọi thứ trong vũ trụ sẽ không thể tồn tại. Mặt Trời, Trái Đất, động vật, thực vật và cả con người chúng ta - tất cả đều khởi nguồn từ một quá trình hóa học duy nhất: Đó là khi hai nguyên tử liên kết với nhau để tạo thành mọi thứ mà chúng ta gọi là "vật chất".

Thế nhưng, một sự thật phũ phàng là cho tới gần đây, chưa từng có ai quan sát tận mắt thấy quá trình hai nguyên tử liên kết lại với nhau. Ngay cả các nhà vật lý với những thấu kính hiển vi hiện đại nhất cũng bất lực trong việc ghi lại khoảnh khắc xảy ra trên quy mô 0,2 nm này. Để hình dung, đó là một kích thước nhỏ hơn nửa triệu lần so với đường kính sợi tóc người.

Phải cho tới tận hôm nay, một nghiên cứu trên tạp chí Science Advances mới lần đầu tiên công bố một đoạn video ngắn ghi lại khoảnh khắc lịch sử đó. Các nhà khoa học cho biết họ đã sử dụng một hệ kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) để quay lại quá trình hai nguyên tử liên kết với nhau trong thời gian thực.

Và đây là khoảnh khắc kỳ diệu, khi hai nguyên tử chơi trò chơi đuổi bắt rồi ôm chầm lấy nhau:

Lần đầu tiên các nhà khoa học quay lại được cảnh hai nguyên tử liên kết với nhau

Quay phim các nguyên tử trong thời gian thực

Đoạn video dài 18 giây cho thấy cảnh hai nguyên tử đang nhảy múa cùng nhau trong một ống carbon rỗng. Nhưng dần dần, chúng càng tiến sát lại gần nhau hơn, trước khi hai đốm nhỏ đột nhiên hợp nhất thành một.

Quay cuồng trong vũ điệu của mình, phân tử hợp nhất liên tục biến dạng, nhảy nhót qua các góc khác nhau cho đến khi liên kết bị phá vỡ, các nguyên tử lại tách rời ra xa. 

Nhưng sợi dây gắn kết giữa chúng dường như không thể bị đứt lìa. Chỉ sau một khoảnh khắc tách rời, hai nguyên tử lại kết hợp trở lại một lần nữa. Chúng liên tục tách ra rồi lại hợp nhất trong vũ điệu sinh động của mình.

Quay lại được cảnh các nguyên tử liên kết với nhau là một kỳ công khoa học mà trước đây chưa ai từng có thể thực hiện được. Để có được đột phá này, các nhà khoa học đã phải nhốt một cặp nguyên tử rhenium - một nguyên tố kim loại nặng - trong các ống nano carbon vô cùng hẹp. 

Những ống carbon này có đường kính xuống tới quy mô phân tử, chỉ rộng khoảng 1-2nm. Chúng đóng vai trò như một ống nghiệm thu nhỏ và cũng là phim trường cho các nguyên tử thể hiện vai diễn của mình.

Toàn bộ quá trình được quay phim lại dưới một ống kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM). Đó là một kỹ thuật sử dụng chùm tia electron năng lượng cao bắn xuyên qua mẫu vật, và thu hồi tất cả các electron đâm xuyên, phản xạ hoặc tán xạ từ mẫu vật để tái tạo hình ảnh.

"Theo hiểu biết của chúng tôi, đây là lần đầu tiên các quá trình nguyên tử quay lượn, tách rời và hình thành [phân tử] được quay phim lại", giáo sư Andrei Khlobystov đến từ Đại học Nottingham, và là một trong những tác giả chính của nghiên cứu cho biết.

Video đầu tiên quay lại cảnh hai nguyên tử liên kết với nhau, thì ra cả vũ trụ đã hình thành như thế này đây - Ảnh 2.

Hai nguyên tử rhenium được thả vào một ống nano carbon để cùng nhau "nhảy múa".

Tại sao các nguyên tử phải liên kết với nhau?

Chúng ta biết rằng các nguyên tử khó có thể đứng một mình trong vũ trụ. Ngay cả các phân tử nhẹ nhất là không khí, chúng cũng phải liên kết các nguyên tử lại với nhau để tạo thành phân tử. 

Khi một nguyên tử oxy (O) đứng một mình, nó sẽ phải tìm đến kết cặp với một nguyên tử oxy khác để tạo thành phân tử oxy (O2), hoặc một phân tử oxy để tạo thành ozone (O3), hoặc với bất kỳ hợp chất nào khác để tạo thành oxyt.

Các nguyên tử bắt buộc phải liên kết với nhau để tăng tính ổn định và giảm năng lượng của bản thân chúng. Các nguyên tử đứng một mình luôn ở trạng thái năng lượng cao nên khó tồn tại bền vững. Một nguyên tử tích điện dương khi đó sẽ muốn tìm một nguyên tử tích điện âm hoặc ngược lại để tạo thành một phân tử ổn định hơn với những tính chất độc đáo.

Nhưng để có thể liên kết, các nguyên tử trước tiên phải chia sẻ các electron và đạt được sự cân bằng giữa lực kéo dương và âm được tạo ra bởi hạt nhân và electron của chúng.

Như đoạn video được quay lại đã cho thấy, khi hai nguyên tử liên kết với nhau, chúng đã cùng đi dọc theo hành lang hẹp của chiếc ống nghiệm carbon. Tuy nhiên, tại một số thời điểm, liên kết của chúng vẫn gián đoạn khi chiều dài của nó vượt quá kích thước của các nguyên tử.

Liên kết giữa các nguyên tử thay đổi khi môi trường xung quanh chúng thay đổi. Trong trường hợp này, nó trở nên yếu hơn khi các nguyên tử di chuyển theo cặp dọc xuống ống nano, các nhà nghiên cứu viết.

Hai nguyên tử khi đó sẽ tách rời và trở nên độc lập một lần nữa, nhưng sau đó chúng lại được kéo về với nhau và tái hình thành phân tử. 

Video đầu tiên quay lại cảnh hai nguyên tử liên kết với nhau, thì ra cả vũ trụ đã hình thành như thế này đây - Ảnh 3.

Đây là lần đầu tiên các quá trình nguyên tử quay lượn, tách rời và gắn kết được quay phim lại.

Đối với chúng ta mà nói, việc các nguyên tử kết cặp với nhau là một điều tốt. Bởi nó sẽ giúp hạn chế năng lượng mà chúng gây ra và tác động lên sự sống xung quanh.

Ở ngoài không gian, khi các phân tử thường bị tia vũ trụ chia tách, nhiều phản ứng sẽ xảy ra hết sức mãnh liệt, điển hình là oxy nguyên tử ăn mòn các vỏ tàu không gian, dần dần khiến chúng hỏng hóc và biến thành những khối rác vũ trụ không hơn không kém.

Tham khảo Inverse

Chiếc đĩa bí ẩn của nước Nga: Dù bé tẹo nhưng chẳng ai nhấc nổi, bên dưới ẩn giấu bí mật gây ngỡ ngàng

tinybook tinybook 1 tháng 6 ngày
Chiếc đĩa bí ẩn của nước Nga: Dù bé tẹo nhưng chẳng ai nhấc nổi, bên dưới ẩn giấu bí mật gây ngỡ ngàng
Chiếc đĩa bí ẩn này thực chất là gì? Nếu biết, bạn sẽ hết sức bất ngờ đấy.

Thế giới đang sử dụng những cách nào để xây dựng nhà chống lũ?

tinybook tinybook 1 tháng 6 ngày
Thế giới đang sử dụng những cách nào để xây dựng nhà chống lũ?
Bên cạnh chống lũ, việc sống chung với lũ cũng là một trong những phương án nhiều nước áp dụng ngày nay. Điểm thiết yếu của chính sách này là phải xây dựng được những ngôi nhà chống lũ cho người dân.

2 thầy trò sử dụng thuật toán để biến bản đồ từ thời cổ đại thành hình chụp rõ nét như bản đồ vệ tinh

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
2 thầy trò sử dụng thuật toán để biến bản đồ từ thời cổ đại thành hình chụp rõ nét như bản đồ vệ tinh
Nhìn vào để thấy sự thay đổi chóng mặt của đô thị hóa.

Nghệ nhân Zimbabwea biến lốp xe hơi cũ thành những đôi dép độc đáo

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
Nghệ nhân Zimbabwea biến lốp xe hơi cũ thành những đôi dép độc đáo
Dù tạo ra một đôi giày thoải mái từ lốp xe hơi cũ nghe có vẻ phi thực tế, nhưng theo những gì Chitukutuku đang làm, quy trình này có vẻ khá đơn giản, chỉ mất chưa đầy 1 tiếng đồng hồ.

Chàng thanh niên mang hoài bão dọn sạch biển hợp tác cùng Microsoft, chế tạo tàu gom rác tự hành chạy bằng năng lượng Mặt Trời

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
Chàng thanh niên mang hoài bão dọn sạch biển hợp tác cùng Microsoft, chế tạo tàu gom rác tự hành chạy bằng năng lượng Mặt Trời
Dự kiến, hai điểm đến tiếp theo của những hệ thống tàu này là Việt Nam và Cộng hoà Dominica.

Giới khảo cổ phát hiện hình vẽ mèo khổng lồ 2000 năm tuổi nằm ngay giữa sa mạc tại Peru

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
Giới khảo cổ phát hiện hình vẽ mèo khổng lồ 2000 năm tuổi nằm ngay giữa sa mạc tại Peru
Theo đó, các nhà khảo cổ học đã bất ngờ phát hiện hình vẽ con mèo khổng lồ này khi đang cải tạo lối đi để du khách có thể dễ tới chiêm ngưỡng những bức hình khổng lồ tạo nên Nazca Lines bí ẩn và nổi tiếng.

Tìm xuống vùng biển sâu nhất đại dương, khoa học phát hiện sự thật đau lòng: Biến đổi khí hậu đang nghiêm trọng hơn bao giờ hết rồi

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
Tìm xuống vùng biển sâu nhất đại dương, khoa học phát hiện sự thật đau lòng: Biến đổi khí hậu đang nghiêm trọng hơn bao giờ hết rồi
Có một xu hướng đáng ngại đang tồn tại dưới đáy đại dương, và khoa học đang tích cực tìm hiểu thêm.

Các nhà thiên văn học hóa giải bí ẩn về thiên hà chứa 99,99% vật chất tối

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
Các nhà thiên văn học hóa giải bí ẩn về thiên hà chứa 99,99% vật chất tối
Nhiều khả năng đội nghiên cứu đưa nhận định cũ sẽ tính toán lại để tranh cãi bằng được rằng mình đúng. Chúng ta cùng "lót dép" chờ xem.

Phát hiện ra "siêu sức mạnh" mới của loài gấu nước: một lá chắn cực tím bằng huỳnh quang

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
Phát hiện ra "siêu sức mạnh" mới của loài gấu nước: một lá chắn cực tím bằng huỳnh quang
Gấu nước vẫn chưa thôi làm chúng ta bất ngờ.

7 việc cực đơn giản nhưng nếu làm được, bạn đặc biệt hơn 90% dân số thế giới đấy

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
7 việc cực đơn giản nhưng nếu làm được, bạn đặc biệt hơn 90% dân số thế giới đấy
Hãy thử xem mình có phải là "của hiếm" của thế giới hay không nhé.

Giáo sư đại học Mỹ tuyên bố: Rất có thể chúng ta đang sống trong một thế giới giả lập

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
Giáo sư đại học Mỹ tuyên bố: Rất có thể chúng ta đang sống trong một thế giới giả lập
Theo kết luận của giáo sư, tỉ lệ sống trong giả lập của chúng ta lên tới 50%.

6 ý nghĩa thực sự mỗi khi bạn cảm thấy "Deja vu" - hiện tượng rất nhiều người đã từng trải nghiệm mà không giải thích nổi

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
6 ý nghĩa thực sự mỗi khi bạn cảm thấy "Deja vu" - hiện tượng rất nhiều người đã từng trải nghiệm mà không giải thích nổi
Deja vu đến nay vẫn là một hiện tượng khoa học chưa thể giải thích. Dẫu vậy, nó vẫn mang đến những ý nghĩa nhất định.

Khoa học "đập hộp" hang động tách biệt khỏi thế giới suốt 5 triệu năm, và đây là những gì được tìm thấy

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
Khoa học "đập hộp" hang động tách biệt khỏi thế giới suốt 5 triệu năm, và đây là những gì được tìm thấy
Một hang động bị đóng kín suốt 5,5 triệu năm, chỉ được tìm ra từ cách đây hơn 30 năm và đến nay mới chỉ có chưa đến 100 người được phép xuống thám hiểm.

Ai đã tạo ra thế giới kỳ lạ của "Nghìn lẻ một đêm"?

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
Ai đã tạo ra thế giới kỳ lạ của "Nghìn lẻ một đêm"?
Nghìn lẻ một đêm là bộ sưu tập các truyện dân gian Trung Đông và Nam Á được biên soạn bằng tiếng Ả Rập trong thời đại hoàng kim Hồi giáo.

Sự kiện Dust Bowl: "Cơn bão đen" kéo dài 10 năm trên khắp Bắc Mỹ

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
Sự kiện Dust Bowl: "Cơn bão đen" kéo dài 10 năm trên khắp Bắc Mỹ
Sự kiện Dust Bowl nổi bật với hiện tượng rất nhiều cơn bão và lốc hoành hành ở các đồng cỏ tại khu vực Bắc Mỹ và gây ra nhiều thiệt hại kinh khủng.

Cùng nghe thứ âm thanh tuyệt diệu của vũ trụ, được tạo ra từ loạt ảnh chụp Dải Ngân hà của NASA

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
Cùng nghe thứ âm thanh tuyệt diệu của vũ trụ, được tạo ra từ loạt ảnh chụp Dải Ngân hà của NASA
NASA đã sử dụng quá trình chuyển hóa dữ liệu thành âm thanh để đem tới cách nhận thức về vũ trụ theo một cách hoàn toàn mới, đó là hé “âm thanh” của Dải Ngân hà.

Bất chấp “Bão Facebook" - quét tài khoản, không cho chạy quảng cáo, doanh nghiệp này vẫn có thể đạt 1000 đơn đặt hàng/ngày nhờ 3 việc sau

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
Bất chấp “Bão Facebook" - quét tài khoản, không cho chạy quảng cáo, doanh nghiệp này vẫn có thể đạt 1000 đơn đặt hàng/ngày nhờ 3 việc sau
"Bão Facebook" đang là từ khoá hot trong thời gian gần đây trong cộng đồng thương mại điện tử và những doanh nghiệp nào có Facebook là kênh quảng cáo, khi bỗng dưng một ngày nhận được thông báo "tài khoản quảng cáo bị vô hiệu hoá", dù không vi phạm hoặc nhận được bất kỳ cảnh báo nào.

Điều gì sẽ xảy ra nếu hai khối rác không gian va chạm vào nhau?

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
Điều gì sẽ xảy ra nếu hai khối rác không gian va chạm vào nhau?
Hiệu ứng Domino có thể tạo ra lớp mảnh vỡ không thể xuyên thủng, giam giữ chúng ta trên Trái đất vĩnh viễn.

10 sai lầm hay mắc phải trong việc dọn dẹp nhà cửa

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
10 sai lầm hay mắc phải trong việc dọn dẹp nhà cửa
Trong quá trình dọn dẹp và chăm sóc nhà cửa, chúng ta thường mắc phải những sai lầm không chỉ gây hại cho những đồ vật xung quanh mà còn cho chính bản thân chúng ta.

Phân tích đá Mặt Trăng cho thấy nhà chị Hằng từng phát ra từ trường, và nhờ nó sự sống trên Trái Đất mới xuất hiện

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
Phân tích đá Mặt Trăng cho thấy nhà chị Hằng từng phát ra từ trường, và nhờ nó sự sống trên Trái Đất mới xuất hiện
Lấy được mẫu đá từ hai cực của Mặt Trăng, ta sẽ biết rõ khẳng định này là đúng hay sai.

Sử dụng năng lượng Mặt Trời, thiết bị này lấy được nước từ không khí khô hanh như sa mạc

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
Sử dụng năng lượng Mặt Trời, thiết bị này lấy được nước từ không khí khô hanh như sa mạc
Toàn bộ hệ thống chỉ nặng 7kg.

Bay liên tục 13.000 km không cần nghỉ, loài chim 'máy bay phản lực' lập kỷ lục vô tiền khoáng hậu

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
Bay liên tục 13.000 km không cần nghỉ, loài chim máy bay phản lực lập kỷ lục vô tiền khoáng hậu
Bay hơn 12.000km từ Alaska đến New Zealand trong 11 ngày không ngừng nghỉ, một con chim choắt mỏ thẳng đuôi vằn xác lập một kỷ lục vô tiền khoáng hậu trong thế giới động vật.

Đột phá: lần đầu tiên khoa học đạt được siêu dẫn ở nhiệt độ phòng

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
Đột phá: lần đầu tiên khoa học đạt được siêu dẫn ở nhiệt độ phòng
"Trạng thái siêu dẫn" vẫn là mục tiêu của khoa học vật chất suốt nhiều thập kỷ nay, và chúng ta đã đi được nửa chặng đường với đột phá mới.

Não sôi lên, hộp sọ nổ tung, cơ bắp bốc hơi và mô bị thủy tinh hóa, khoảnh khắc bị núi lửa hủy diệt còn kinh hoàng hơn địa ngục

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
Não sôi lên, hộp sọ nổ tung, cơ bắp bốc hơi và mô bị thủy tinh hóa, khoảnh khắc bị núi lửa hủy diệt còn kinh hoàng hơn địa ngục
Núi lửa là một vết đứt gãy trên lớp vỏ của một hành tinh, như là Trái Đất cho phép dung nham, tro núi lửa, và khí thoát ra từ một lò magma ở dưới bề mặt.

Khoa học tìm ra giới hạn trên của tốc độ âm thanh: 36 km/s

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
Khoa học tìm ra giới hạn trên của tốc độ âm thanh: 36 km/s
Trên lý thuyết, âm thanh truyền qua vật liệu hydro kim loại (mới chỉ tồn tại trên lý thuyết) sẽ có tốc độ cao nhất, gần với mốc 36 km/s.

4 lý do khiến TMĐT ngày càng thu hút tín đồ công nghệ

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
4 lý do khiến TMĐT ngày càng thu hút tín đồ công nghệ
Với hàng loạt ưu đãi độc quyền hấp dẫn, cam kết xuất xứ và chính sách hậu mãi “sang xịn”, sự bùng nổ đơn hàng công nghệ trong những Lễ Hội mua sắm đã và đang chứng tỏ vị thế của hệ thống gian hàng chính hãng trên TMĐT trong lòng fan công nghệ.

Nếu không ngửi được 2 mùi này thì nhiều khả năng bạn đã mắc phải COVID-19

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
Nếu không ngửi được 2 mùi này thì nhiều khả năng bạn đã mắc phải COVID-19
Mất khứu giác và vị giác là một trong những triệu chứng do coronavirus được báo cáo phổ biến nhất, và cũng là một trong những dấu hiệu rõ ràng nhất về sự hiện diện của virus SARS-CoV-2.

Đây là lý do tại sao ta nên xây cơ sở hạ tầng internet lượng tử trên quỹ đạo

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
Đây là lý do tại sao ta nên xây cơ sở hạ tầng internet lượng tử trên quỹ đạo
Nghiên cứu mới chỉ ra rằng với một dàn 400 vệ tinh lượng tử, ta sẽ "dễ dàng" có được internet lượng tử toàn cầu.

6 dấu hiệu cho thấy nhà bạn có vấn đề về điện, cần khắc phục 'càng sớm càng tốt'

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
6 dấu hiệu cho thấy nhà bạn có vấn đề về điện, cần khắc phục càng sớm càng tốt
Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng hầu hết các ngôi nhà không tuân theo các biện pháp an toàn được khuyến nghị để ngăn ngừa điện giật và hỏa hoạn, tuy nhiên một số dấu hiệu dễ nhận thấy có thể giúp tìm ra vấn đề trước khi mọi thứ vượt khỏi tầm tay.

Mổ xẻ trạm gốc 5G Huawei mới thấy công ty Trung Quốc cần linh kiện Mỹ đến mức nào

tinybook tinybook 1 tháng 1 tuần
Mổ xẻ trạm gốc 5G Huawei mới thấy công ty Trung Quốc cần linh kiện Mỹ đến mức nào
Gần 30% giá trị trạm gốc 5G của Huawei thuộc về các linh kiện Mỹ, hầu hết trong số đó là các con chip tối quan trọng cho việc xử lý tín hiệu radio, điều khiển nguồn năng lượng cũng như chip nhớ.
tinybook Công Nghệ Thông Tin








Chat